中国农业大学基础生物化学第9章糖代谢课件.ppt
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1、第9章 糖类代谢,主要内容和要求: 建立起物质代谢和能量代谢的整体概念,进而讨论糖的分解与合成。重点掌握以葡萄糖为代表的单糖的分解与合成的主要途径。,返回,思考,目 录,第一节 新陈代谢概述 第二节 生物体内的主要糖类及其功能 第三节双糖和多糖的酶促降解 第四节单糖的分解代谢 第五节糖的生物合成,新陈代谢的概念和特点,新陈代谢(metabolism)是生命最基本的特征之一,泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质,通过一系列生物反应转变成自身组织成分,即所谓同化作用(assimilation);另一方面,将原有的组成成份经过一系列的生化反应,分
2、解为简单成分重新利用或排出体外,即所谓异化作用(dissimilation ),通过上述过程不断地进行自我更新。 特点:特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行,新陈代谢的概念及内涵,小分子 大分子 合成代谢(同化作用) 需要能量 释放能量 分解代谢(异化作用) 大分子 小分子,物质代谢,能量代谢,新陈代谢,第二节 生物体内的主要糖类及生物功能,1、单糖的链状结构和环状结构 2、重要的单糖及衍生物 3、重要的寡糖 4、重要的多糖 5、复合糖 5、糖类的生物学作用,D系醛糖的立体结构,D(+)-阿洛糖,D(+)-阿桌糖,D(+)-葡萄糖,D(+)-甘露糖,D(+)-古洛糖,D(-)-艾杜
3、糖,D(+)-半乳糖,D(+)-塔罗糖,(allose),(altrose),(glucose),(mannose),(gulose),(idose),(galactose),(talose),D(-)-赤鲜糖,(erythrose),D(-)-苏糖,(threose),D(+)-甘油醛,(allose),D(-)-核糖,(ribose),D(-)-阿拉伯糖,(arabinose),D(+)-木糖,(xylose),D(-)-米苏糖,(lysose),D系酮糖的立体结构,D(-)-赤藓酮糖,(erythrulose),D(-)-核酮糖,(ribulose),D(+)-核酮糖,(xylulose
4、),D(+)-阿洛酮糖,(psicose,allulose),D(-)-果糖,(fructose),D(+)-山梨糖,(sorbose),D(-)-洛格酮糖,(tagalose),二羟丙酮,(dihytroasetone),吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖(Haworth式),吡喃,呋喃,-D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃果糖,-D-呋喃葡萄糖,-D-呋喃果糖,D-葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤,转折,旋转,成环,成环,-D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃葡萄糖,重要的单糖戊糖,-D-吡喃木糖,-D-呋喃核糖,2-脱氧-D-呋喃核糖,-D-芹菜糖, -L-呋喃阿拉伯糖, -D-呋喃
5、阿拉伯糖,D-核酮糖,D-木酮糖,重要的单糖己糖,-D-吡喃葡萄糖, -L-吡喃山梨糖, -D-吡喃甘露糖,- L -吡喃半乳糖, -D-吡喃半乳糖, -D-呋喃果糖,重要的单糖庚糖和辛糖,L -甘油- D-甘露庚糖,D-景天庚酮糖,D-甘露庚酮糖,甘油部分,甘露糖部分,单糖磷酸酯,D-甘油醛-3-磷酸, -D-葡萄糖-1-磷酸, -D-葡萄糖-6-磷酸, -D-果糖-6-磷酸, -D-果糖-1,6-二磷酸,重要的二糖,蔗糖,D-麦芽糖( -型),乳糖( -型 ),纤维二糖( -型),环糊精结构,-环糊精分子结构,环糊精分子的空间填充模型,淀粉和糖原结构,支链淀粉或糖原分支点的结构,注意:多糖
6、链也有方向性,有还原端和非还原端;一端的糖基有游离的半缩醛羟基,称还原端;一端的糖基没有游离的半缩醛羟基,称非还原端。,纤维素片层结构,纤维素一级结构,糖复合物,糖肽链,糖核酸,糖脂质,(Complex Carbohydrates),细胞膜表面的糖链,蛋白聚糖,糖脂,糖蛋白,细胞膜,糖类的生物学作用,糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物,主要的生物学作用如下:,作为生物体的结构成分 作为生物体内的主要能源物质 作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等 合成的前体 作为细胞识别的信息分子,双糖的酶促降解,多糖的酶促降解,1、糖原的分解 糖原的结构及其连接方式,磷酸化酶(催化1.4-糖苷键断裂) 三
7、种酶协同作用: 转移酶(催化寡聚葡萄糖片段转移) 脱枝酶(催化1.6-糖苷键断裂), 糖原的磷酸解,糖原磷酸解的步骤,非还原端,糖原磷酸化酶(释放8个1-P-G), 1,41,6寡聚糖基转移酶,脱枝酶(释放1个葡萄糖),淀粉的分解, 淀粉的磷酸解, 淀粉的酶促水解 淀粉酶:在淀粉分子内部任意水解-1.4糖苷键。(内切酶) 淀粉酶:从非还原端开始,水解.4糖苷键,依次水解下一个麦芽糖单位(外切酶) 脱支酶(R酶):水解淀粉酶和淀粉酶作用后留下的极限糊精中的1.6 糖苷键。,第四节 单糖的分解代谢,一、生物体内单糖的主要分解代谢途径及细胞定位 二、糖酵解(EMP) 三、丙酮酸的去路:无氧降解和有氧
8、降解途径 四、三羧酸循环(TCA) 五、磷酸戊糖途径(PPP) 六、其它糖进入单糖分解的途径,动物细胞,植物细胞,丙酮酸氧化三羧酸循环,磷酸戊糖途径糖酵解,一、葡萄糖的主要分解代谢途径,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乙醇,乙酰 CoA,糖酵解,(有氧),(无氧),(有氧或无氧),二、 糖酵解(glycolysis),1、化学历程和催化酶类 2、 化学计量和生物学意义 3、 糖酵解的调控,糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应,是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作Embden-Meyethof-Parnas途径,简称途径。,EMP的化学历程,糖原(或淀粉),1-磷酸葡萄
9、糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮,21,3-二磷酸甘油酸,23-磷酸甘油酸,22-磷酸甘油酸,2磷酸烯醇丙酮酸,2丙酮酸,第一阶段,第二阶段,第三阶段,葡萄糖,葡萄糖的磷酸化,磷酸己糖的裂解,丙酮酸和ATP的生成,第一阶段:葡萄糖的磷酸化,己糖激酶,磷酸果糖激酶,磷酸己糖异构酶,第二阶段: 磷酸己糖的裂解,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,4,96,第三阶段:磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成,Mg或Mn,丙酮酸,PEP,丙酮酸激酶,3-磷酸甘油醛脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,酸变位酶磷酸甘油,烯醇化酶,途径化学计量和生物学意义,总反应式: C6H12O6+
10、2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H+2ATP+2H2O,生物学意义 是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径,通过糖酵解,生物体获得生命活动所需要的能量; 形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂类合成提供碳骨架; 为糖异生提供基本途径。,糖酵解的调控位点及相应调节物,糖原(或淀粉),1-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮,21,3-二磷酸甘油酸,23-磷酸甘油酸,22-磷酸甘油酸,2磷酸烯醇丙酮酸,2丙酮酸,葡萄糖,a,b,c,调控位点 激活剂 抑制剂 a 己糖激酶 G-6-P b 磷酸果糖 ADP ATP
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- 中国农业大学 基础 生物化学 代谢 课件
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